Yksikelainen mikrofoni

Question: Kuka kehitti yksikelaisen mikrofonin?




Yksikelainen mikrofoni (single coil) on alun perin sähkökitaralle kehitetty sähkömagneettinen mikrofonityyppi. Nimensä mukaisesti se voi olla joko yhden sauvamagneetin tai vaihtoehtoisesti useamman vierekkäisen magneettitangon ympärille ohuesta kuparilangasta käämitty kela.
Yleisesti yksikelaisesta
Fenderin kitaratehtaan alun perin kehittämä yksikelainen mikrofoni () on yksinkertaisin sähkökitaran (tai muun sähköisen kielisoittimen) mikrofonimalli. Kitaralle kehitetyssä versiossa on tyypillisesti kuusi magneettista napapalaa - yksi jokaiselle kielelle - tai yksi yhtenäinen sauvamagneetti. Koska Fender on käyttänyt ja käyttää edelleen pääasiassa yksikelaisia mikrofoneja kitaroissaan, on kyseinen mikrofonityyppi mielletty tähän merkkiin. Tyypillinen esimerkki on merkin Stratocaster-mallinen kitara.
Vaikka näitä mikrofoneja ovat käyttäneet vuosikymmenten kuluessa lukemattomat soittajat, niille ovat ominaisia tietyt ongelmat. Merkittävä tällainen on yksikelaisen mikrofonin tuottamassa signaalissa esiintyvä 50Hz tai 60Hz taajuinen sähköverkon aiheuttama hurina (), Suomessa 50Hz. Ongelmaan löytyi kunnollinen ratkaisu vasta vuonna 1996, jolloin kitaramikrofoneja valmistava Kinman Company toi markkinoille patentoidun ratkaisun mikrofonihurinan poistamiseksi. Ratkaisu perustuu päällekkäisiin keloihin kuten ns. stacked humbucker - mikrofonissa. Kelat on erotettu metallisuojalla ja alemmassa kelassa on teräksinen sydän magneettien sijasta. Kela poimii häiriötaajuuden mutta vaikuttaa mahdollisimman vähän ylemmän kelan magneettisuuteen. Kelojen vastukset on sovitettu toisiinsa pyrittäessä yksikelaisen kaltaiseen sointiin.[1] Myös muut valmistajat ovat tuoneet markkinoille vastaavia ratkaisuja.
Gibson Guitar Corporation teki usean vuoden ajan pelkistettyjä yksikelaisia mikrofoneja eräisiin kitaramalleihinsa. Nämä olivat tekniseltä toteutukseltaan Fenderin yksikelaisia yksinkertaisempia. Mikrofoni koostui yhdestä AlNiCo-magneettiseoksesta valmistetun tangon ympärille ohuesta kuparilangasta käämitystä kelasta. Sen kevyen rakenteen heikkoutena oli mikrofonisuus osien värähähtelyn tuottaessa ei-toivottuja signaaleja. Samasta syystä aiheutui hallitsematonta kiertoa voimakkaalla särösoundilla soitettaessa (hi-gain feedback). Mikrofoneissa ei ollut mahdollisuutta kielikohtaiseen säätöön ulostulotasojen muokkaamiseksi. Tämä ongelma koski erityisesti eräitä Gibsonin edullisimpia malleja.
Toinen yksikelaisten tyyppi on Gibson Guitar Corporationin suunnittelema mikrofonimalli P-90. Mallista tuli välittömästi suosittu, soundin poiketessa Fenderin yksikelaisista mikrofoneista. Näissä mikrofoneissa on isokokoinen litteä kuparisesta käämilangasta käämitty kela, napapaloina säädettävät teräksiset ruuvit, ja pari käämin alle sijoitettua litteää AlNiCo-tankomagneettia. Säädettävät teräksiset naparuuvit johtavat magneettikentän ja poimivat kielten värähtelyt.
Soundiltaan mikrofonimalli sijoittuu rinnakkaiskelaisen Gibson-humbuckerin ja yksikelaisen Fender-mikrofonin väliin. Koska P-90 on tyypiltään yksikelainen, 50Hz hurinaongelma on mikrofonin ominaisuutena. Korkeammasta induktanssista johtuen hurinan on luonnehdittu olevan voimakkaampaa kuin Fenderin yksikelaisissa. Tästä huolimatta se on saanut lukemattomien kitaristien suosion. Mikrofonin hurinaongelmaan toivotaan ratkaisua ominaissoundin (tone) siitä kuitenkaan kärsimättä.
Kolmantena on nk. lipstick -mikrofoni, jossa kela on sijoitettu metalliputkeen. Alkuperäiset mikrofonit oli rakennettu metallisiin huulipunakoteloihin joka antoi niille tunnusomaisen ulkonäön. Mikrofoni tuli tunnetuksi Danelectro-kitaramerkissä.

Gibson-kitaroissa käytetty Charlie Christian -mikrofoni on rakenteeltaan poikkeavampi. Kela on tehty magneettisuutta siirtävän kapean tangon ympärille. Kela on poikittain kahden myös runkona toimivan sauvamagneetin päällä. Mikrofoni kokonaisuutena kiinnitetään soittimeen suurikokoisilla ruuveilla. Magneetit ovat suhteellisen heikkoja ja siten ne ja koko mikrofoni on suurikokoinen. Tämän vuoksi sitä käytetään enää vain alkuperäisinstrumenteissa tai haluttaessa jäljitellä vanhaa tyyliä. Mikrofoni sai nimensä tunnetun jazz-kitaristi Charlie Christianin mukaan.
Ääni
Klassista Fenderin yksikelaista soundia voisi luonnehtia kuulaan kirkkaaksi ja dynamiikaltaan varsin herkäksi, olematta kuitenkaan humbuckermaisen tumma tai paksu. Hyviä esimerkkejä tyypillisestä fendermäisestä yksikelaisesta "twang" soundista löytyy Rolling Stonesin kappaleesta "Brown Sugar". Toinen esimerkki löytyy Bob Dylanin kappaleesta "All Along the Watchtower" Jimi Hendrixin versioimana ja esittämänä. Myös rautalankamusiikki on yleisesti soitettu yksikelaisilla mikrofoneilla varustetuilla sähkökitaroilla.
Yksikelaiset tuottavat 50Hz hurinaa humbuckereita enemmän. Ne ovat myös herkkiä ja dynaamisia ja huomattavan kovalla soitettaessa tuottavat upeaksi luonnehditun feedback-soundin. Tätä nimenomaista ominaisuutta ovat käyttäneet soitossaan ja ilmaisussaan efektinä monet sähkökitaran suuret nimet kuten Jimi Hendrix ja Stevie Ray Vaughan.
The Shadows -yhtyeen ja yleisemmin nk. rautalankasoundi on esimerkki yksikelaisten mikrofonien puhtaasta soinnista.
Suunnitteluperiaatteista
Stratocaster-design

Perinteisen Stratocaster-mallisen kitaran tunnistaa yleensä helposti kolmesta yksikelaisesta mikrofonista, joita
kutsutaan sijoituksensa mukaisesti talla- keski- ja kaulamikrofoneiksi. Tavallisessa Stratocaster- mallisessa kitarassa kitaristi voi valita kolme- tai viisiasentoisesta kytkimestä haluamansa mikrofonin tai mikrofoniyhdistelmän. Lisäksi voimakkuus- ja sävysäätimet tarjoavat lisää mahdollisuuksia äänenvärin muokkaukseen.
Mikrofonin paikka, käämin kierrosten lukumäärä, käämilangan tyyppi, magneetit ja muut sähköiset komponentit vaikuttavat sointiväriin.
Kaulamikrofoni tuottaa yleensä tummemman, täyteläisen ja lämpimän soinnin. Tallamikrofoni soi kirkkaammin, terävämmin ja harmonisesti rikkaammin. Kaulamikrofonin voimakas antoteho verrattuna tallamikrofoniin selittyy kielen liikkeellä, joka on voimakkaampaa kaulamikrofonin kohdalla koska kielellä on luonnollisesti enemmän tilaa värähdellä verrattuna talla-asemaan. Samalla kieli tuottaa enemmän matalampia taajuuksia. Monet mikrofonivalmistajat tuottavat erityisiä tallamikrofoneja tasatakseen mikrofonien sijoituksen aiheuttamia eroja. Stratocaster - mallisissa kitaroissa tallamikrofoni on myös sijoitettu kulmaan tallaan nähden kielten erojen tasaamiseksi.
Kielikohtaiseen antotehoa voidaan muokata napapalojen tai mikrofonin korkeuden säädöllä suhteessa kieliin.
Magneettien tai naparuuvien korkeutta määrittävät otelaudan kaarevuus ja kielten materiaalin ja sijoituksen vaikutus antotehoon. Tämä on korostunut punomattomassa G- kielessä ja sen magneetin säädössä.
Alkuperäisessä Stratocaster- mallissa mikrofoneille on kolmiasentoinen valitsin. Kitaristit huomasivat, että tasapainottamalla kytkimen 1 - 2 tai 2 - 3 asentojen väliin saatiin uudenlaisia sointivärejä vastaavien mikrofonien kytkeytyessä samanaikaisesti. Fender toi kitaroihin viisiasentoisen kytkimen 1980- luvulla. Tällöin yksittäiset mikrofonit kytkeytyvät asennoissa 1, 3 ja 5. Asennot 2 ja 4 kytkevät talla+keskimikrofonit  keski+kaulamikrofonit vastaavasti. Uudelleen julkaistussa mallissa tai tarkassa jäljitelmässä on kolmiasentoinen kytkentä.
Joissakin mikrofoniyhdistelmissä keskimikrofonin kela on käämitty käänteisesti ja keskimikrofonissa voi olla käänteinen magneettien polaarisuus. Tällä yhdessä normaalin talla- tai kaulamikrofonin kanssa saadaan humbucker-kytkentä. Vastoin yleistä luuloa tällainen mikrofonikonfiguraatio on keskenään samanvaiheinen. Asennoissa 2 ja 4 mikrofonien tuottama soundillinen efekti luonnehditaan termillä "quack", ja joskus kitaranuoteissa voi löytyä ohjeistus tällaisen mikrofonikombinaation käyttämiseksi.
Telecaster-design
Perinteisessä Fenderin Telecasterissa on kaksi yksikelaista mikrofonia. Kaulan mikrofoni tuottaa täyteläisen soundin, ja vastaavasti tallamikrofoni terävän, erittäin nasaalin,  treble-pitoisen äänenvärin. Tämä johtuu siitä, että tallamikrofoni on kiinnitetty teräksiseen alustaan. Tällainen toteutus mahdollistaa muusikolle steelkitaran matkimisen, jota toisinaan voidaan hyödyntää esimerkiksi soitettaessa kantrimusiikkia.
Mikrofonien valinta Telecasterissa tapahtuu kolmiasentoisella kytkimellä, jonka kytkentä voidaan toteuttaa ainakin kahdella tapaa:
Vintage: 1) Kaulamikrofoni (vähemmän diskanttia, enemmän bassoa); 2) Kaulamikrofoni; 3) Tallamikrofoni.
Moderni: 1) Kaulamikrofoni; 2) Kaula+talla; 3) Tallamikrofoni.
Tunnettuja yksikelaisia kitaramikrofoneja
Useita tunnettuja yksikelaisia mikrofoneja, jotka ovat selkeästi erottuvia soundiltaan ja ovat monesti lajiteltu jonkinlaiseen "standardin" mukaiseen järjestykseen:
Gibson P-90 (1946)
Danelectro Lipstick
EMG aktiivimikrofonit, joita voi kuulla esimerkiksi Rolling Stonesin kappaleella "Start Me Up" ja Dire Straitsin kappaleella Local Hero/Wild Theme.
Lace Sensor mikrofonit (1987)
Fender Vintage Noiseless pickups (1998)
Kinman Hx 1997, Patentoitu uuden sukupolven Fendermäinen hurinaton passiivimikrofoni. (Kinman Guitar Electrix).
Katso myös
Humbucker
Sähkömagneettinen mikrofoni
Lähteet

Viitteet

Kirjallisuutta
Citation error, replace with{{cite book| author = Toivanen, Jarmo| title = Teknillinen akustiikka, "Mikrofonit"| location = Espoo| publisher = Otakustantamo| year = 1976| id = ISBN 951-671-123-5| pages = 186-260}}
Luokka:Mikrofonit
Luokka:Kitaratekniikka